摘要
PAEs是世界范围最常用的塑化剂，在塑料薄膜中广泛存在。DEHP属于PAEs的一种，结构复杂、毒性较大、难降解，由于大量使用，成为了最广泛的污染物之一，在各种环境介质中都发现了DEHP的存在。DEHP能够通过植物吸收积累进入食物链会引起严重的健康风险。生物炭具有较大的比表面积和丰富的官能团，能够有效吸附土壤中的污染物从而达到修复污染土壤的目的。但是施加到环境中的生物炭会逐渐老化，老化的生物炭对污染物的修复效果如何？如何影响污染物的有效性？相关的报道较少。 本试验以玉米秸秆为原材料，制备了新鲜生物炭并将其进行自然老化和冻融循环老化，利用扫面电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、元素分析仪等对老化生物炭进行了表征。并且通过盆栽试验，以小白菜为指示性植物，调查分析了老化生物炭对土壤理化性质、土壤酶活性、DEHP生物有效性、小白菜生理生化特性和生长的影响。主要结论如下: (1)老化使生物炭的性质发生了变化。通过扫面电镜(SEM)发现自然老化生物炭的表面出现更多的孔隙，冻融循环老化生物炭表面出现严重的破碎现象，显著增加了生物炭的比表面积。通过元素分析仪和傅里叶红外光谱(FTIR)发现老化后的生物炭，C含量减少、O含量增加、O/C比增加、表面含氧官能团发生了显著的变化，而且冻融循环老化的改变明显高于自然老化。 (2)老化生物炭对DEHP的吸附能力增强。冻融循环老化生物炭对DEHP的吸附速率最大。土壤中添加3％浓度的冻融循环老化生物炭，在14天左右DEHP几乎无残留量(0.00011 mg/kg)。 (3)生物炭显著降低了DEHP生物有效性。DEHP单一胁迫下，在小白菜不同器官中DEHP积累表现为:根＞茎＞叶。新鲜生物炭和老化生物炭的添加均降低了土壤中DEHP生物有效性，并有效缓解了DEHP对小白菜的胁迫压力。新鲜生物炭和老化生物炭施加后，小白菜的叶绿素(Ch1)、维生素c(Vc)、可溶性蛋白含量均有所升高，而老化生物炭的处理组中小白菜长势及生理生化指标相对较好。 (4)老化生物炭能够有效改善DEHP污染胁迫土壤的理化性质。随着土壤中自然老化和冻融循环老化生物炭添加量的增加，土壤中有机质、速效磷、碱解氮的含量不断增加。在施加3％浓度的自然老化生物炭时，土壤速效磷含量达到最高为123.44mg/kg，施加2％浓度的冻融循环老化生物炭时土壤中有机质和碱解氮含量最高，分别为3.90％、187.08mg/kg。 (5)在DEHP污染胁迫的土壤中，蔗糖酶活性和过氧化氢酶活性被激活，酶活性有所升高，老化生物炭能够降低土壤酶活性波动，生物炭对土壤酶活性的稳定能力表现为:冻融循环老化生物炭＞自然老化生物炭＞新鲜生物炭。 秸秆基生物炭应用于农业PAEs污染的治理，不仅能够有效降低PAEs的生物有效性，并且能够极大改善土壤质量，其效果具有长效性，并不会随着生物炭的老化而降低。相反，老化的生物炭对农业土壤环境的贡献可能更大更持久，这将为农业土壤的有机污染的治理提供了科学依据与实践基础。
NETL